DE3114528C2 - Luftverteilgerät zur Temperierung - Google Patents

Description

SO

Die Erfindung betrifft ein Luftverteilgerät zur Temperierung von Räumen, mit einer Luftzufuhreinrichtung und einer Luftausblaseinrichtung mit einem Primärblasrohr für eine konstante Grundlasthiftmenge und mit einem Sekundärblasrohr für eine variable Lvftmenge. und mit einer dem Sekundärblasrohr zugeordneten Volumensteuereinrichtung.

Derartige Geräte werden in Aufenthaltsräumen von Gebäuden zur AuBenhrftversorgung, zum Heizen und atm Kuhlen eingesetzt Bevorzugt werden die Geräte an Fenstern angeordnet.

Es sind sog. Induktionsgeräte mit einem Primärblasrohr mit Induktionsdüsen bekannt. Dabei sind in der es Induktionsluft Lufterhitzung und/oder Luftkühler vorgesehen. Eine Regelung erfolgt auf der Wasserseite der Wärmetauscher mittels Ventilen oder mittels Klappepanordnungen in dem Luftweg. Bei derartigen Anordnungen ist von Nachteil, daß die Primärluftmenge meist größer gewählt werden muß als der Mindestaußenluftbedarf. Weiterhin sind die in dem Gerät vorgesehenen Kaltwasserleitungen schwitzwassergefährdet und können unter der Isolierung verrotten. Weiterhin kann an dem Luftkühler Schwitzwasser auftreten, weshalb häufig eine Schwitzwasserableituag erforderlich wird. Außerdem sind bei Reparaturen an den Wasserventilen zwecks Entleerung der Wasserleitung die Luftverteilgeräte meist ganzer Gebäudeabschnitte stillzulegen.

Weiterhin sind sogenannte »Nur-Luft-Systeme« bekannt die als sogenannte Einkanal- oder Zweikanalanlagen ausgebildet sein können. Diese Anlagen weisen Luftauslässe für einen variablen Volumenstrom mit Traghiftstrahlanordnungen, Dralleinrichtungen oddgL auf, welche die Aufgabe haben, die erforderliche Eindringtiefe des Zuluftstrahles auch bei reduziertem Volumen des Zuluftstrahles zu erreichen. Es sind auch Zweikanalanlagen mit konstanter Fördermenge in Kombination mit Induktionseinrichtungen bekannt Weiterhin ist eine Regelvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der einem Sekundäralasrohr eine Volumensteuereinrichtung zugeordnet ist bei konstanter Luftmenge des Primärblasrohres.

Bei derartigen Zweikanalanlagen mit konstanter Luftmenge ist nachteilig, daß bei Schwachlast unwirtschaftlich viel Luft gefördert wird. Bei den Ein- und Zweikanalanlage!? mit variablem Volumen treten bei reduziertem Volumen Probleme mit der Zuluft-Eindringtiefe und der Raumdurchspülung auf. Bei Einkanalanlagen mit variablem Volumen, bei denen das Heizen bzw. Kühlen mittels Luft erfolgt treten bei der Einzelraumregelung Probleme auf. Insbesondere ist die Einzelraumregelung in der Obergangszeit um so unwirksamer, je näher die Zulufttemperatur an der Raumlufttemperatur liegt Bei Zweikanalanlagen mit variablem Volumen besteht der Nachteil, daß getrennte Stellmotoren für das Mischen und das Volumen regeln vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt zur Behebung der geschilderten Nachteile hn wesentlichen die Aufgabe zugrunde, ein Luftverteilgerät der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei einfachem Aufbau keine unnötig großen Luftmengen gefördert werden, wobei jedoch gleichzeitig eine gute Temperaturregelung möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Luftzufuhreinrichtung getrennte Zuführrohre für Warmluft und Kaltluft aufweist und dem Primärblasrohr eine Luftmischeinrichtung vorgeschaltet ist

Mit der Luftmischeinrichtung kann bei insgesamt konstanter Primärluftmenge das Verhältnis Kalt/Warm entsprechend den jeweiligen Erforderniscen einreguliert werden, wobei als Primärluftmenge die Mindestluftmenge gewählt werden kann, die dem für den Menschen erforderlichen Mindest-Außenluftbedarf ent spricht Mit dem Primärluftstrom werden der Wärmebedarf und der AuBenluftbedarf gedeckt Der Primärluftstrom bewirkt in bekannter Weise die Förderung von indukttonshift aus dem Raum und damit eine Vervielfältigung der umgewälzten Raumhiftmenge mit einer insgesamt guten Räumdurehspülung bei annehmbaren Zuluft-Raumlufttemperaturdifferenzen. Bei einer Anordnung der Luftverteilgeräte unterhalb der Fenster des Raumes wird gleichzeitig eine Abschirmung der Transmissionswärme bzw. Transmissionskälte im Sommer bzw. Winter erreicht Mit der erfindungsgemäßen

Vorrichtung ist es mögüt-n, ilen Primäduftstrom sowohl als Warmluftstrom, als KalUuftstrom oder in einer Mischstellung einzublasen. Wenn der Prirairluftstrom als Kaltluftstrom eingeblasen wird und der Kältebedarf weiter steigt, kann der Sekundarinduktionstet! allroäh-Hch freigegeben werden und somh weitere Kaltluft zugeführt werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Stellglieder der Luftraischeinrichtung und der Volumensteuereinrichtung zwischen IQ zwei Endlagenmitnehmern beweglich an einer gemeinsamen Betätigungsstange angeordnet sind, und dem Mischsteügüed zwei jeweils in der Mündung des Zuluftrohres für die Warmluft bzw. für die Kaltluft angeordnete, zwischen den Cndlagenmitnehmern vorgesehene Verschlußsitze zugeordnet sind, und dem Volumensteuerglied ein zwischen den Endlagenmitnehmern vorgesehener Kaltluftverschlußsitz zugeordnet ist, und die Stellglieder durch eine Druckfedereinrichtung gegen die Endlagenmitnehmer bzw. Verschlußsitze gehalten sind, und die Betätigungsstange durch eine Hubeinrichtung in ihrer Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist

Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß die Steuerung der Luftmischvorrichtung und der Volumensteuereinrichtung des Sekundärblasrohres über eine Art Sequenzmischventil erfolgt, welches so gestaltet ist daß zur Regelung der Lufttemperatur und zur Steuerung des Sekundärluftstromes nur ein Stellantrieb erforderlich ist Eine solchermaßen ausgebildete Vorrichtung kann mit Kegelventilen oder auch mit einer Klappenanordnung ausgebildet sein. Die Hubeinrichtung kann beispielsweise elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betrieben werden.

Zur Verstärkung der Induktionswirkung kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die Auslässe des Sekundärblasrohres als Induktionsdüsen ausgebildet sind. Üblicherweise sind jedoch die Auslässe des Sekundärblasrohres siebartig ausgebildet

Wetter kann vorgesehen sein, daß den Stellgliedern ein gemeinsamer Antrieb zugeordnet ist Dieses Merkmal betrifft den Fall daß die Stellglieder nicht auf einer gemeinsamen Betätigungsstange angeordnet sind, sondern über unterschiedliche Betätigungseinrichtungen betätigbar sind.

Außerdem kann vorgesehen sein, daß das Gerät ein Ausgangssign«! in Abhängigkeit von der Lage des Stellgliedes der Volumenregeleinrichtung abgibt Dieses Ausgangssignal dient dazu, einem Abluftvolumenregler zugeleitet zu werden. Solange lediglich Luft aus dem Primärblasrohr ausströmt r^f die Luftmenge konstant und die Abluftmenge ist dementsprechend ebenfalls konstant. Wird aber durch das Sekundärblasrohr zustätzlich weitere Luft zugeführt, so fällt auch ein größeres Abluftvolumen an. Eine entsprechend vorgesehene Regeleinrichtung des Abluftvolumens kann dann über das Ausgangssignal der Vorrichtung in Abhängigkeit von der Lage des Stellgliedes der dem Sekundärblasrohr zugeordneten Volumensteuereinrichtung verstellt werden.

Ein Vorteil der Erfindung liegt insbesondere auf dem Gebiet der Energieeinsparung, da es möglich ist, mit einer dem Mindest-Außenluftbedarf entsprechenden Mindestluftmenge eine normale Raumtemperierung im »Nur-Luft-System« zu erreichen. Im Winter und während der Übergangszeiten wird beispielsweise mit 40% der maximalen Lufimenge gearbeitet, und es wird somit während dieser Zeit nur ein Bruchteil der maximalen Fördermenge benötigt, wobei gleichzeitig eine individuelle Temperaturregelung der Einzelräume möglich ist

Bei der Mischung von zuströmender Kaltluft und Warmluft tritt in Abhängigkeit von dem jeweiligen Mischungsverhältnis eine Druckänderung in den Zuluftleitungen auf. Zur Konstanthaltung des Druckes kann in den Zuluftleitungen eine Druckregeleinricbtung vorgesehen sein, beispielsweise eine Membrananordnung od. dgl, mittels derer der jeweilige Druckwert aufgenommen uad einer Drosseleinrichtung, einer Regeleinrichtung für die Drehzahl des Zuluftventilators od. dgl. zugeführt wird, so daß der Druck in den Zuluftleitungen auch bei Änderung des Mischungsverhältnisses Kaltluft/ Warmluft konstant gehalten werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Fensterbereiches eines Gebäuderaunies mit unterhalb der Fensterscheibe angeordnetem Luftverteilgerät zum Zwecke der Temperierung:

F i g. 2 eine schematische SchnhtdarstcHung etwa

längs der Linie H-II in F i g. 1 in vergrößertem Maßstab:

F i g. 3 einen Schnitt durch die Regelvorrichtung etwa

längs der Linie III-III in Fig. 1 in vergrößertem

Maßstab f^.die Stellung »Kühllast«;

F i g. 4 eine Darstellung entsprechend F i g. 3 für die Stellung »Teilkühllast«;

F i g. 5 eine Darstellung entsprechend F i g. 3 für die Stellung »Heizlast«.

In F i g. 1 ist an einer Wand 1 oberhalb des Bodens 2 eines Raumes und unterhalb einer Fensterscheibe 3 in einer schematisch angedeuteten Fensterbank 4 ein Luftverteilgerät zur Raumtemperiening angeordnet Das Luftverteilgerät weist eine mit 4' bezeichnete Luftzufuhreinrichtung, eine Regelvorrichtung S sowie eine Luftausblaseinrichtung mit beidseitig der Regelvorrichtung S angeordneten Primärblasrohren 6 und Sekundärblasrohren 7 auf. Die Primärblasrohre und Sekundärblasrohre sind hinter einer Abdeckung 8' (F i g. 2) angeordnet Die Primärblasrohre 6 weisen Induktionsdüsen 8 auf. durch die die Zuluft nach oben ausströmt Zwischen dem unteren Ende der Abdeckung 8' und dem Boden des Raumes 2 ist ein Spalt 9 angeordnet Durch die aus den Induktionsöfen 8 nach oben ausströmende Luft wird durch den Spalt 9 Raumluft (Induktionsluft) entsprechend der Pfeildarstellung angesaugt welche sich mit der aus den Induktionsdüsen ausströmenden Primärluft mischt und dann am oberen Ende aus einer mit Lamellen versehenen Abdeckung 10 ausströmt Die Sekundärblasrohre 7 weisen Auslaßöffnungen 11 auf, die siebartig oder ebenfalls als Induktionsdüsen ausgebildet sein können. Die in F i g. 3 bis 5 in vergrößertem Maßstab im Schnitt dargestellte Regelvorrichtung S weist in einen* Gehäuse 12 einen Zutuftanschluß 13 für den Zustrom von Kaltluft in Pfeilrichtung A und einen Zulufunschluß 14 für den Zustrom von Warmluft in Pfeilrichtung β auf. Es versteht sich. Haß an die Regelvorrichtung S entweder nur jeweils ein Primärblasrohr und ein Sekundärblasrohr, oder auch mehrere Primär- und Sekundärblasrohre angeschlossen sein können, wie beispielsweise in F i g. 1 dargestellt. Die zugeführte Kaltluft durchströmt einen Kanal 16, der zwei Ausgänge besitzt, und zwar eir";n dem Sekundärblasrohr 7 zugewandten Verschlußsitz 17 und einen dem Primärblasrohr zugewandten Verschlußsitz 18. Ein die

Warmluft führender Kanal 19 endet in einem Verschlußsitz 20. Dem Verschlußsitz 17 ist eine insgesamt mit 21 bezeichnete Volumensteuereinrichtung zugeordnet, und den Verschlußsitzen 18 und 20 ist eine mit 22 bezeichnete Luftmischeinrichtung zugeordnet. Ein als Doppelkegel ausgebildetes Stellglied 23 der Luftmischeinrichtung 22 ist lose auf einer Betätigungsstange 24 geführt. Ebenso ist ein Stellglied 25 der Volumensteuereinrichtung 21 auf der gleichen Betätigungsstange 24 bewegbar geführt Die Stellglieder 23 und 23 sind to zwischen einem unteren Endlagenmitnehmer 26 und einem oberen Endlagenmitnehmer 27 angeordnet. Zwischen den Stellgliedern 23 und 25 befindet sich eine Druckfeder 28. Die Betätigungsstange 24 ist als Versteilspinde! ausgebildet und in ihrem unteren '-5 Endbereich in einem Gleitlager 29 geführt Oberhalb des Gehäuses sitzt ein schematisch dargestellter und mit 30 bezeichneter Hubmotor, der die Verstellung der Stellglieder bewirkt

Bei der Stellung entsprechend F i g. 3 handelt es sich um die Kühllaststellung, bei der das Stellglied 23 in seiner unteren Lage ist und gegen den Verschlußsitz 20 anliegt Dem Primärblasrobr 6 wird Kaltluft durch den Kanal 16 und den Verschlußsitz 18 zugeführt Außerdem strömt Kaltluft durch den Verschlußsitz 17 in das Sekundärblasrohr 15.

Bei der Lage der Stellglieder entsprechend F i g. 4 ist die Betätigungsstange 24 durch Betätigung des Hubmotors etwas nach oben gefahren worden, und zwar so weit, daß der Endlagenmitnehmer 27 die Stellung 27' eingenommen hat, in der dieser oberhalb des Verschlußsitzes 17 liegt Dadurch wird das Stellglied 25 durch Wirkung der Druckfeder 28 in die Stellung 25' gebracht, in der es gegen den Verschlußsitz 17 anliegt Dies hat zur Folge, daß dem Sekundärblasrohr 7 keine Kaltluft mehr zugeführt werden kann. Der Endlagenmitnehmer 26 hat gleichzeitig die Stellung 26' erreicht. In dieser Stellung 23' liegt das Stellglied 23 noch gegen den Verschlußsitz 20 an. Es strömt also lediglich Kaltluft durch den Kanal 16 in das Primärblasrohr 14. Wird nun die Betätigungsstange 24 noch weiter angehoben, so hebt sich das Stellglied 23 aus der Lage 23' gemäß F i g. 4 von dem Verschlußsitz 20 ab, was zur Folge hat, daß dem Primärblasrohr nun sowohl Kaltluft durch den Kanal 16 als auch Warmluft durch den Kanal 19 zugeführt wird, wobei das Gesamtvolumen des aus dem Primärblasrohr ausströmenden Gemisches von Kaltluft und Warmluft jeweils gleich ist. Obwohl sich in dieser Stellung der obere Entlagenmitnehmer 27 aus der Stellung 27' entsprechend Fig.4 weiter nach oben bewegt hat, bleibt das Stellglied 25 in Anlagesteliung gegen den Verschlußsitz 17, so daß dem Sekundärblasrohr 7 keine Zuluft zugeführt wird.

Wenn die Betätigungsstange dann noch weiter angehoben wird, wird schließlich die in F i g. 5 gezeigte Stellung erreicht, die der Heizlaststellung entspricht, in weicher dem Frimärbiasronr 6 lediglich Warmluft aus Pfeilrichtung B aus dem Kanal 19 zugeführt wird, während weder dem Primärblasrohr 6 noch dem Sekundärblasrohr 7 Kaltluft zugeführt wird. In dieser Lage liegen nämlich sowohl das Stellglied 23 gegen den Verschlußsitz 18 (Stellung 23") als auch das Stellglied 25 gegen den Verschlußsitz 17 an. Die Betätigungsstange 24 ist durch Wirkung des Hubmotors 30 zur Erreichung dieser Stellung so angehoben worden, daß die Endi-agenmitnehmer die Stellungen 26" bzw. 27" eingenommen haben. Durch Wirkung des Endlagenmitnehmers 26" liegt das Stellglied 23" gegen den Verschlußsitz 18 an, und das Stellglied 25' wird durch Wirkung der Feder 28 gegen den Verschlußsitz 17 gedrückt

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprache:

1. Luftverteilgerät zur Temperierung von Räumen, roh einer Luftzufuhreinrichtung und einer Luftausblasetnricbtung mit einem Primärblasrohr für eine konstante Grundlastluftmenge und mit einem Sekundärblasrohr für eine variable Luftmenge, und mit einer dem Sekundärblasrohr zugeordneten Volumensteuereinrichtung, dadurch ge-io kennzeichnet, daß die Luftzufuhreinrichtung für das Luftverteilgerät getrennte Zuführrohre (13, 14) für Warmluft und Kaltluft aufweist, und dem Primärblasrohr (6) eine Luftmischeinrichtung (22) vorgeschaltet ist. is

2. Luftverteilgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (23, 25) der Luftmischeinrichtung (22) und der Volumensteuereinrichtung (21) zwischen zwei Endlagenmitnehmern (26, 27) beweglich an einer gemeinsamen Betätigungsstange (24) angeordnet sind, und dem Mischsten^fied (23) zwei jeweils in der Mündung des Zuhrftrofcr« (19 bzw. 16) für die Warmluft bzw. für die Kaltluft angeordnete, zwischen den Endlagenmjtnehmern (26,27) vorgesehene Verschlußsitze (20 bzw. 18) zugeordnet sind, und dem VohimensteuersteBglied (25) ein zwischen den Endlagenmitnehmern (26, 27) vorgesehener Kaltluftverschlußsitz (17) zugeordnet ist, und die Stellglieder (23,25) durch eine Druckfedereinrichtung (28) gegen die Endlagenmitnehmer (26,27) bzw. Verschlußsitze gehalten sind, und die Betätigungsstange (24) durch eine Hubeinrichtung (30) in ihrer Längsrichtung verschiebbar augeordnet ist

3. Luftverteilgerä. nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeidiKM, daß die Auslässe (11) des Sekundärblasrohres (7) als Ib 'ektionsdüsen ausgebildet sind

4. Luftverteilgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet daß den Stellgliedern (23, 25) der « Luftmischeinrichtung (22) und der Volumensteuereinrichtung (25) ein gemeinsamer Antrieb zugeordnet ist

5. Luftverteilgerät nach einem der Ansprüche I bis

4, dadurch gekennzeichnet daß das Gerät ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Lage des Stellgliedes (25) der Volumensteuereinrichtung (21) abgibt